JP5685932B2 - Thin film transistor - Google Patents

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Description

本発明は、半導体材料として有機半導体材料などが用いられた薄膜トランジスタに関する。   The present invention relates to a thin film transistor in which an organic semiconductor material or the like is used as a semiconductor material.

近年、シリコンに代表される無機材料からなる薄膜トランジスタに変わって、有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタが注目されている。有機半導体材料からなる薄膜トランジスタは、低温プロセスで製造できるため、プラスチック基材やフィルムを用いることができ、フレキシブルで軽量、壊れにくい素子を形成することができる。また、薄膜トランジスタは、液体材料を用いて塗布法や印刷法等の簡便な方法で形成することができ、短時間で素子を形成することができる。そのため、プロセスコストや形成装置コストを非常に低く抑えることが可能であるという非常に大きなメリットもある。また、有機半導体材料は、その分子構造を変化させること等によって容易に材料特性が変化するので、有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタは、無機材料からなるものでは実現が困難であった機能等を含め、多様な機能に対応可能である。   In recent years, a thin film transistor using an organic semiconductor material has attracted attention in place of a thin film transistor made of an inorganic material typified by silicon. Since a thin film transistor made of an organic semiconductor material can be manufactured by a low-temperature process, a plastic substrate or a film can be used, and a flexible, lightweight, and hardly broken element can be formed. The thin film transistor can be formed using a liquid material by a simple method such as a coating method or a printing method, and an element can be formed in a short time. Therefore, there is also a very great merit that the process cost and the forming apparatus cost can be kept very low. In addition, since the organic semiconductor material easily changes its material characteristics by changing its molecular structure, etc., the thin film transistor using the organic semiconductor material includes functions that were difficult to realize with an inorganic material. It can support various functions.

このような薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極と、これらの領域間の有機半導体材料からなるチャネル領域と、チャネル領域に電界を印加可能なゲート電極と、ゲート電極とチャネル領域との間のゲート絶縁膜を有している。このような構成により、チャネル領域に電界が印加されると、ソース電極及びドレイン電極の間に電流を流すことが可能となる。以上のような有機半導体材料からなる薄膜トランジスタとしては、例えば、特許文献1(特開2009−141203号公報)などに開示がなされている。
特開2009−141203号公報
Such a thin film transistor includes a source electrode and a drain electrode, a channel region made of an organic semiconductor material between these regions, a gate electrode capable of applying an electric field to the channel region, and a gate insulation between the gate electrode and the channel region. Has a membrane. With such a structure, when an electric field is applied to the channel region, a current can flow between the source electrode and the drain electrode. The thin film transistor made of the organic semiconductor material as described above is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-141203.
JP 2009-141203 A

ここで、図7を参照して、従来の有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタの構成例を説明する。図7(A)は薄膜トランジスタの導体部と半導体部のみを抜き出して示す図であり、図7(B)は図7(A)X−X’の断面図である。図7(A)に示すように、ゲート電極は、通常は製造時の位置合わせ精度のプロセス誤差を考慮して形成されており、少なくともチャネル領域全体を含みこれよりも広い範囲に電界を印加するようになっている。そのため、ソース電極及びドレイン電極は、その一部にあるいは全体に電界を印加され、電界を印加された部分には寄生容量が生じる。そして、このような寄生容量が生じると、薄膜トランジスタ素子の応答速度が低下してしまう、という問題があった。   Here, a configuration example of a thin film transistor using a conventional organic semiconductor material will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a diagram illustrating only a conductor portion and a semiconductor portion of the thin film transistor, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line X-X ′ in FIG. As shown in FIG. 7A, the gate electrode is usually formed in consideration of a process error in alignment accuracy during manufacturing, and an electric field is applied to a wider range including at least the entire channel region. It is like that. Therefore, an electric field is applied to the source electrode and the drain electrode in part or in whole, and a parasitic capacitance is generated in the portion to which the electric field is applied. When such parasitic capacitance occurs, there is a problem that the response speed of the thin film transistor element is lowered.

また、ゲート電極による電界印加がなされたときには、図7(A)の両矢印で示すような電流の流れが発生する。すなわち、本来はWで示す領域のみを、チャネル領域として薄膜トランジスタが設計されているが、両矢印で示すような電流を流してしまう寄生チャネルが形成されることとなる。このような寄生チャネルが形成されると、電流の大きさがW
や各電極の形状や半導体の形状によって複雑に変化する。よって、正確な回路シミュレーションをするためには、回路シミュレーションプロセスが煩雑になるという問題があった。
Further, when an electric field is applied by the gate electrode, a current flow as shown by a double-headed arrow in FIG. That is, the thin film transistor is originally designed with only the region indicated by W as a channel region, but a parasitic channel that causes a current to flow as indicated by a double arrow is formed. When such a parasitic channel is formed, the current magnitude is W
It changes in a complicated manner depending on the shape of each electrode and the shape of the semiconductor. Therefore, there is a problem that the circuit simulation process becomes complicated in order to perform an accurate circuit simulation.

図8は従来の有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタの他の構成例を示す図であるが、このような構成例においても、前述の寄生容量及び寄生チャネルに係る問題が生じるものであった。   FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of a thin film transistor using a conventional organic semiconductor material. However, even in such a configuration example, the problems related to the parasitic capacitance and the parasitic channel described above occur.

本発明は以上のような課題を解決するためのものであり、請求項1に係る発明は、主面を有する基材と、前記基材の前記主面に対する積層方向に配設される有機半導体層と、前記有機半導体層と接触するように設けられ、互いに対向しチャネル領域を形成するソース電極及びドレイン電極と、前記有機半導体層と絶縁層を介して設けられるゲート電極と、前記ソース電極と導電接続するソース電極配線部と、前記ドレイン電極と導電接続するドレイン電極配線部と、前記ゲート電極と導電接続するゲート電極配線部と、からなる薄膜トランジスタであって、前記積層方向からみて、前記有機半導体層前記ゲート電極を重畳すると、前記有機半導体層内に前記ゲート電極が存在し、前記ゲート電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記チャネル領域とからなる領域を重畳すると、前記ゲート電極内に前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記チャネル領域とからなる領域が存在し、前記有機半導体層の周縁において前記ソース電極配線部と前記ドレイン電極配線部との間には前記ゲート電極配線部が配され、前記積層方向からみて、前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記チャネル領域とからなる領域の前記主面の面内の第1方向の両端、及び、前記第1方向と垂直な関係にある第2方向の両端で、最小のチャネル長以上、前記ゲート電極が大きく、前記ゲート電極の一端の外側で、前記ソース電極配線部と前記ゲート電極配線部とが隣接し、前記ゲート電極の前記一端と対向する他端の外側で、前記ドレイン電極配線部と前記ゲート電極配線部とが隣接することを特徴とする。
The present invention is for solving the above-mentioned problems. The invention according to claim 1 is a substrate having a main surface, and an organic semiconductor disposed in a stacking direction of the substrate with respect to the main surface. A source electrode and a drain electrode which are provided so as to be in contact with the organic semiconductor layer and which are opposed to each other to form a channel region; a gate electrode which is provided via the organic semiconductor layer and the insulating layer; A thin film transistor comprising a source electrode wiring portion that is conductively connected, a drain electrode wiring portion that is conductively connected to the drain electrode, and a gate electrode wiring portion that is conductively connected to the gate electrode, the organic thin film transistor as viewed from the stacking direction. When superimposing the gate electrode and the semiconductor layer, the organic semiconductor the gate electrode is present in the layer, said gate electrode, said source electrode and the drain electrode and the front When superimposing a region composed of the channel region, a region composed of the source electrode and the drain electrode and the channel region is present in the gate in the electrode, the organic semiconductor layer wherein the drain electrode and the source electrode wiring portion at the periphery of the The gate electrode wiring portion is arranged between the wiring portions, and both ends in the first direction in the plane of the main surface of the region composed of the source electrode, the drain electrode, and the channel region as viewed from the stacking direction. And the gate electrode is larger than the minimum channel length at both ends in the second direction perpendicular to the first direction, and the source electrode wiring portion and the gate electrode are outside the one end of the gate electrode. and the wiring portion are adjacent, outside of the one end facing the other end of said gate electrode, characterized in that said drain electrode wiring portion and the gate electrode wiring portion adjacent To.

また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の薄膜トランジスタにおいて、前記積層方向からみて、前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記チャネル領域とからなる領域の前記主面の面内の第1方向の両端、及び、前記第1方向と垂直な関係にある第2方向の両端で、最小のチャネル長以上、前記ゲート電極が大きいことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the thin film transistor according to the first aspect, the first in-plane of the main surface of the region composed of the source electrode, the drain electrode, and the channel region as viewed from the stacking direction. The gate electrode is larger than the minimum channel length at both ends in the direction and both ends in the second direction perpendicular to the first direction.

本発明の薄膜トランジスタによれば、寄生容量を可能な限り小さくすることが可能な構成となっているので、薄膜トランジスタ素子の応答速度の低下を抑制することができるようになる。また、本発明の薄膜トランジスタによれば、寄生チャネルを可能な限り小さくすることが可能な構成となっているので、薄膜トランジスタ素子動作の安定性が向上する。   According to the thin film transistor of the present invention, since the parasitic capacitance can be reduced as much as possible, it is possible to suppress a decrease in the response speed of the thin film transistor element. In addition, according to the thin film transistor of the present invention, since the parasitic channel can be made as small as possible, the stability of the thin film transistor element operation is improved.

ゲート電極がソース電極とドレイン電極とチャネル領域と重畳する薄膜トランジスタを示す図である。It is a figure which shows the thin-film transistor with which a gate electrode overlaps with a source electrode, a drain electrode, and a channel region. 製造不良の薄膜トランジスタを示す図である。It is a figure which shows the thin film transistor of manufacture defect. ゲート電極がソース電極とドレイン電極とチャネル領域を含む薄膜トランジスタを示す図である。It is a figure which shows the thin-film transistor in which a gate electrode contains a source electrode, a drain electrode, and a channel region. リーク電流による問題点を説明する図である。It is a figure explaining the problem by a leakage current. 本発明の実施形態に係る薄膜トランジスタ100を示す図である。It is a figure which shows the thin-film transistor 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る薄膜トランジスタ100を示す図である。It is a figure which shows the thin-film transistor 100 which concerns on other embodiment of this invention. 従来の有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the thin-film transistor using the conventional organic-semiconductor material. 従来の有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the thin-film transistor using the conventional organic-semiconductor material.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は、積層方向からみてゲート電極がソース電極とドレイン電極とチャネル領域と重畳する薄膜トランジスタを示す図であり、薄膜トランジスタの導体部と半導体部のみを抜き出して示す図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a thin film transistor in which a gate electrode overlaps a source electrode, a drain electrode, and a channel region as viewed from the stacking direction, and illustrates only a conductor portion and a semiconductor portion of the thin film transistor.

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、積層方向からみて第1構成と第2構成とが重畳しているとは、積層方向に向けて投影を行ったとき、第1構成による投影と、第2構成による投影とが重なっていることを示いている。   In addition, in the present specification and claims, the first configuration and the second configuration are superimposed when viewed from the stacking direction, when the projection is performed in the stacking direction, It shows that the projection according to the second configuration overlaps.

また、本明細書及び図面に示す薄膜トランジスタおいては、積層構造としてトップゲート・ボトムコンタクト構造に係るものを例示したが、本発明に係る薄膜トランジスタの構造はこれに限定されるものではなく、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造、ボトムゲート・トップコンタクト構造、トップゲート・トップコンタクト構造、トップゲート・ボトムコンタクト構造、あるいは、コプレーナ構造などのいずれの構造も採用することが可能
であること付記しておく。
Further, in the thin film transistor shown in this specification and the drawings, the layered structure has been exemplified as the top gate / bottom contact structure, but the structure of the thin film transistor according to the present invention is not limited to this, and the bottom gate is not limited thereto. It should be noted that any structure such as a bottom contact structure, a bottom gate / top contact structure, a top gate / top contact structure, a top gate / bottom contact structure, or a coplanar structure can be employed.

図1に示すような薄膜トランジスタは、積層方向からみて、薄膜トランジスタ素子として機能する領域(A'B'C'D')以外で、ゲート電極及びソース電極、またはゲート電極及びドレイン電極とが重畳することがないようになっているので、寄生容量をなくすことが可能となる。   In the thin film transistor as illustrated in FIG. 1, the gate electrode and the source electrode, or the gate electrode and the drain electrode overlap with each other in a region other than the region (A′B′C′D ′) functioning as a thin film transistor element when viewed from the stacking direction. Therefore, parasitic capacitance can be eliminated.

また、図1に示す薄膜トランジスタは、薄膜トランジスタ素子を構成する領域(A'B'C'D')以外の領域で、積層方向からみて、ゲート電極及びソース電極、またはゲート電極及びドレイン電極とが重畳しないので、寄生チャネルについてもなくすことが可能となる。   In the thin film transistor shown in FIG. 1, the gate electrode and the source electrode, or the gate electrode and the drain electrode overlap with each other in a region other than the region (A′B′C′D ′) constituting the thin film transistor element, as viewed from the stacking direction. Therefore, it is possible to eliminate the parasitic channel.

しかしながら、図1に示すようなレイアウトの薄膜トランジスタにおいては、トランジスタ製造時の位置合わせ精度が考慮されていないので、例えば、図2に示すように、ゲート電極(A'B'C'D'の矩形領域)が、ソース電極とドレイン電極間のチャネル領域と設計通りに重ならず、製造不良の薄膜トランジスタ素子が形成されてしまうこととなる。   However, in the thin film transistor having the layout as shown in FIG. 1, since the alignment accuracy at the time of manufacturing the transistor is not considered, for example, as shown in FIG. 2, the gate electrode (A′B′C′D ′ rectangular) The region) does not overlap with the channel region between the source electrode and the drain electrode as designed, and a poorly manufactured thin film transistor element is formed.

そこで、図3に示すようにゲート電極がソース電極とドレイン電極とチャネル領域を含むような薄膜トランジスタを検討する。このような薄膜トランジスタで、基材(不図示)の有機半導体層などが形成される主面内において、第1方向と、この第1方向と垂直な関係にある第2方向とを定義する。   Therefore, a thin film transistor in which the gate electrode includes a source electrode, a drain electrode, and a channel region as shown in FIG. 3 is examined. In such a thin film transistor, a first direction and a second direction perpendicular to the first direction are defined in a main surface on which an organic semiconductor layer or the like of a base material (not shown) is formed.

図3に示す例では、ソース電極とドレイン電極とチャネル領域とからなる領域(abcdの矩形領域)の第1方向の両端、及び、第2方向の両端のそれぞれで、薄膜トランジスタ製造時の位置合わせ精度分以上(ΔW以上)、前記ゲート電極(A'B'C'D'の矩形領域)が大きいように構成されている。このような構成によれば、ゲート電極(A'B'C'
D'の矩形領域)が、ソース電極とドレイン電極とチャネル領域とから最大でずれてしま
うようなことがあったとしても、少なくともゲート電極(A'B'C'D'の矩形領域)の一部が、ソース電極とドレイン電極間のチャネル領域と重なるので、製造不良の薄膜トランジスタ素子が形成されことがない。
In the example shown in FIG. 3, the alignment accuracy at the time of manufacturing the thin film transistor at each of both ends in the first direction and both ends in the second direction of the region (abcd rectangular region) composed of the source electrode, the drain electrode, and the channel region. The gate electrode (rectangular region A′B′C′D ′) is configured to be large by a minute or more (ΔW or more). According to such a configuration, the gate electrode (A'B'C '
D ′ rectangular region) may be displaced at most from the source electrode, drain electrode, and channel region, at least one of the gate electrodes (A′B′C′D ′ rectangular region). Since the portion overlaps the channel region between the source electrode and the drain electrode, a poorly manufactured thin film transistor element is not formed.

ここで、ΔWが満たすべき条件について説明する。上記のようなΔWは最小のチャネル長と規定する。このことについては、後に説明する。   Here, a condition to be satisfied by ΔW will be described. ΔW as described above is defined as the minimum channel length. This will be described later.

ところで、一般に、ゲート電極によって電界が印加されない有機半導体部には、大きなリーク電流が流れてしまう。先のようなトランジスタ製造時の位置合わせ精度が考慮された薄膜トランジスタ構造においても、図4に示すようなリーク電流Imが流れることとなる。図4に示す左半分のパスについてはこのようなリーク電流Imが流れるが、右半分のパスについてはこのようなリーク電流が流れることがない。これは右半分のパスを遮るようにしてゲート電極配線部が、積層方向からみて重畳するように設けられていることによる。そこで、本発明に係る薄膜トランジスタにおいては、このようなリーク電流対策が施された構成とする。   By the way, generally, a large leak current flows through the organic semiconductor portion to which no electric field is applied by the gate electrode. Also in the thin film transistor structure in which the alignment accuracy at the time of manufacturing the transistor as described above is taken into consideration, a leak current Im as shown in FIG. 4 flows. Such a leakage current Im flows through the left half path shown in FIG. 4, but such a leakage current does not flow through the right half path. This is because the gate electrode wiring portion is provided so as to overlap when viewed from the stacking direction so as to block the right half path. Therefore, the thin film transistor according to the present invention is configured to take such a countermeasure against leakage current.

図5は本発明の実施形態に係る薄膜トランジスタ100を示す図であり、図5(A)は薄膜トランジスタ100の導体部と半導体部のみを抜き出して示す図であり、図5(B)は図5(A)X−X’の断面図である。   FIG. 5 is a diagram showing a thin film transistor 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A is a diagram showing only a conductor portion and a semiconductor portion of the thin film transistor 100, and FIG. A) It is sectional drawing of XX '.

本発明の実施形態に係る薄膜トランジスタ100に用いられる基材110としては、実施形態によりなる薄膜トランジスタ素子の用途等に応じて任意の機能を有する基材110を用いることができる。このような基材110としては、ガラス基材等の可撓性を有さな
いリジット基材であってもよく、または、プラスチック樹脂からなるフィルム等の可撓性を有するフレキシブル基材であってもよい。本実施形態においては、このようなリジット基材およびフレキシブル基材のいずれであっても好適に用いられるが、なかでもフレキシブル基材を用いることが好ましい。フレキシブル基材を用いることにより、本態様の有機半導体素子をRoll to Rollプロセスにより製造することが可能になるため、本態様の有機半導体素子をより生産性の高いものにすることができるからである。
As the base material 110 used for the thin film transistor 100 according to the embodiment of the present invention, the base material 110 having an arbitrary function can be used according to the use of the thin film transistor element according to the embodiment. Such a substrate 110 may be a rigid substrate having no flexibility such as a glass substrate or a flexible substrate having flexibility such as a film made of a plastic resin. Also good. In the present embodiment, any of such rigid base materials and flexible base materials is preferably used, but among them, it is preferable to use a flexible base material. This is because by using a flexible base material, the organic semiconductor element of this embodiment can be manufactured by the Roll to Roll process, so that the organic semiconductor element of this embodiment can be made more productive. .

ここで、上記フレキシブル基材に用いるプラスチック樹脂としては、例えば、PET、PEN、PES、PI、PEEK、PC、PPSおよびPEI等を挙げることができる。   Here, examples of the plastic resin used for the flexible base material include PET, PEN, PES, PI, PEEK, PC, PPS, and PEI.

また、本実施形態に用いられる基材110は単一層からなるものであってもよく、または、複数の層が積層された構成を有するものであってもよい。上記複数の層が積層された構成を有する基材110としては、例えば、上記プラスチック樹脂からなる基材上に、金属材料からなるバリア層が積層された構成を有するものを例示することができる。ここで、上記プラスチック樹脂からなる基材110は、本実施形態の有機半導体素子を、可撓性を有するフレキシブルなものにできるという利点を有する反面、ソース電極およびドレイン電極を形成する際に表面に損傷を受けやすいという欠点を有することが指摘されている。しかしながら、例えば上記のようなバリア層が積層された基材110を用いることにより、上記プラスチック樹脂からなる基材を用いる場合であっても、上記のような欠点を解消することができるという利点がある。   Moreover, the base material 110 used in the present embodiment may be composed of a single layer, or may have a configuration in which a plurality of layers are laminated. Examples of the substrate 110 having a configuration in which a plurality of layers are stacked include a substrate having a configuration in which a barrier layer made of a metal material is stacked on a substrate made of the plastic resin. Here, the base material 110 made of the plastic resin has an advantage that the organic semiconductor element of the present embodiment can be made flexible, but on the surface when forming the source electrode and the drain electrode. It has been pointed out that it has the disadvantage of being easily damaged. However, for example, by using the base material 110 on which the barrier layer as described above is laminated, even when the base material made of the plastic resin is used, there is an advantage that the above disadvantages can be solved. is there.

本実施形態に用いられる基材110の厚みは、通常、1mm以下であることが好ましく、なかでも50μm〜700μmの範囲内であることが好ましい。ここで、本実施形態に用いられる基材110が複数の層が積層された構成を有するものである場合、上記厚みは、各層の厚みの総和を意味するものとする。   The thickness of the substrate 110 used in the present embodiment is usually preferably 1 mm or less, and particularly preferably in the range of 50 μm to 700 μm. Here, when the base material 110 used in the present embodiment has a configuration in which a plurality of layers are stacked, the above thickness means the sum of the thicknesses of the respective layers.

上記のような基材110の一方の主面上には、ソース電極120及びドレイン電極130が設けられる。ここで、本実施形態においては、ソース電極120及びドレイン電極130は半導体として機能する領域(abcd矩形領域)内に設けられた電極として定義する。ソース電極120に連通するように設けられソース電極120に導電接続している125はソース電極配線部として定義し、ドレイン電極130に連通するように設けられドレイン電極130に導電接続している135はドレイン電極配線部として定義する。これらの電極はいずれも基材110の主面に対して積層する方向に設けられるものである。   A source electrode 120 and a drain electrode 130 are provided on one main surface of the substrate 110 as described above. Here, in this embodiment, the source electrode 120 and the drain electrode 130 are defined as electrodes provided in a region functioning as a semiconductor (abcd rectangular region). 125 that is provided in communication with the source electrode 120 and conductively connected to the source electrode 120 is defined as a source electrode wiring portion, and 135 that is provided in communication with the drain electrode 130 and is conductively connected to the drain electrode 130. It is defined as a drain electrode wiring part. All of these electrodes are provided in the direction of lamination with respect to the main surface of the substrate 110.

本実施形態においては、ソース電極120、ソース電極配線部125、ドレイン電極130、ドレイン電極配線部135、及び後述するゲート電極140、ゲート電極配線部145に用いる導電性材料としては、所望の導電性を有する電極を形成できるものであれば特に限定されるものではない。このような導電性材料としては、例えば、Al、Cr、Au、Ag、Ta、Cu、C、Pt、および、Ti等の金属材料と、カーボンペーストなどの遮光性導電有機物、或いはこれら任意の材料の積層体を挙げることができる。また、本実施形態に用いられる各電極の厚みは、通常、10nmから数百nmの範囲内であることが好ましい。   In the present embodiment, the conductive material used for the source electrode 120, the source electrode wiring portion 125, the drain electrode 130, the drain electrode wiring portion 135, and the gate electrode 140 and the gate electrode wiring portion 145 described later is a desired conductive material. The electrode is not particularly limited as long as an electrode having a thickness can be formed. As such a conductive material, for example, a metal material such as Al, Cr, Au, Ag, Ta, Cu, C, Pt, and Ti, a light-shielding conductive organic material such as a carbon paste, or any of these materials Can be mentioned. In addition, the thickness of each electrode used in this embodiment is usually preferably in the range of 10 nm to several hundred nm.

基材110主面の積層方向において、上記のようなソース電極120及びドレイン電極130を覆うようにして、有機半導体層150が矩形領域ABCDに設けられる。有機半導体層150は、塗布法や印刷法等の方法で形成することができる。本実施形態の薄膜トランジスタ100の有機半導体層150に用いられる有機半導体材料としては、本実施形態の薄膜トランジスタ素子の用途等に応じて、所望の半導体特性を備える有機半導体層を形成できる材料であれば特に限定されるものではなく、一般的に有機半導体トランジスタに用いられる有機半導体材料を用いることができる。   The organic semiconductor layer 150 is provided in the rectangular region ABCD so as to cover the source electrode 120 and the drain electrode 130 as described above in the stacking direction of the main surface of the substrate 110. The organic semiconductor layer 150 can be formed by a method such as a coating method or a printing method. The organic semiconductor material used for the organic semiconductor layer 150 of the thin film transistor 100 of the present embodiment is a material that can form an organic semiconductor layer having desired semiconductor characteristics depending on the use of the thin film transistor element of the present embodiment and the like. It is not limited, The organic-semiconductor material generally used for an organic-semiconductor transistor can be used.

このような有機半導体材料としては、例えば、π電子共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機ケイ素化合物等を挙げることができる。より具体的には、ペンタセン等の低分子系有機半導体材料、および、ポリピロール、ポリ(N−置換ピロール)、ポリ(3−置換ピロール)、ポリ(3,4−二置換ピロール)等のポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ(3−置換チオフェン)、ポリ(3,4−二置換チオフェン)、ポリベンゾチオフェン等のポリチオフェン類、ポリイソチアナフテン等のポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレン等のポリチェニレンビニレン類、ポリ(p−フェニレンビニレン)等のポリ(p−フェニレンビニレン)類、ポリアニリン、ポリ(N−置換アニリン)等のポリアニリン類、ポリアセチレン等のポリアセチレン類、ポリジアセチレン、ポリアズレン等のポリアズレン類等の高分子系有機半導体材料を挙げることができる。なかでも本実施形態においては、ペンタセンまたはポリチオフェン類を好適に用いることができる。   Examples of such organic semiconductor materials include π-electron conjugated aromatic compounds, chain compounds, organic pigments, and organosilicon compounds. More specifically, low molecular organic semiconductor materials such as pentacene, and polypyrroles such as polypyrrole, poly (N-substituted pyrrole), poly (3-substituted pyrrole), and poly (3,4-disubstituted pyrrole). , Polythiophene, poly (3-substituted thiophene), poly (3,4-disubstituted thiophene), polythiophenes such as polybenzothiophene, polyisothianaphthenes such as polyisothianaphthene, and polychess such as polychenylene vinylene Nylene vinylenes, poly (p-phenylene vinylenes) such as poly (p-phenylene vinylene), polyanilines such as polyaniline and poly (N-substituted aniline), polyacetylenes such as polyacetylene, and polyazulenes such as polydiacetylene and polyazulene High molecular organic semiconductor materials such as Of these, pentacene or polythiophenes can be preferably used in the present embodiment.

なお、本実施形態においては、半導体材料として有機半導体を例に挙げて説明したが、本発明に係る薄膜トランジスタに用いる半導体層は有機半導体材料からなる半導体層でなくても良い。印刷可能な塗布型無機半導体としては、酸化亜鉛、アモルファス構造のInとGaとZnを含む酸化物、微結晶Si、アモルファスSiなどがあり、これら無機半導体材料も用いることが可能である。   In the present embodiment, an organic semiconductor is described as an example of the semiconductor material. However, the semiconductor layer used in the thin film transistor according to the present invention may not be a semiconductor layer made of an organic semiconductor material. Examples of printable inorganic semiconductors that can be printed include zinc oxide, oxides containing In, Ga, and Zn having an amorphous structure, microcrystalline Si, and amorphous Si. These inorganic semiconductor materials can also be used.

上記のような有機半導体層150上には、さらにゲート絶縁層160が積層方向に設けられる。このようなゲート絶縁層160は、ゲート絶縁層に所望の絶縁性を付与することができ、有機半導体層150上にゲート絶縁層を形成する際に、上記有機半導体層150の性能を損なわないものであれば特に限定されるものではない。このような絶縁性樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、カルド系樹脂、ビニル系樹脂、イミド系樹脂、ノボラック系樹脂等を挙げることができる。   A gate insulating layer 160 is further provided in the stacking direction on the organic semiconductor layer 150 as described above. Such a gate insulating layer 160 can impart desired insulation to the gate insulating layer, and does not impair the performance of the organic semiconductor layer 150 when the gate insulating layer is formed on the organic semiconductor layer 150. If it is, it will not specifically limit. Examples of such an insulating resin material include acrylic resins, phenol resins, fluorine resins, epoxy resins, cardo resins, vinyl resins, imide resins, and novolac resins.

また、本実施形態に用いられるゲート絶縁層160の厚みは、ゲート絶縁層160を構成する絶縁性樹脂材料の種類等に応じて、ゲート絶縁層160に所望の絶縁性を付与できる範囲内であれば特に限定されるものではない。なお、ゲート絶縁層160は半導体の特性を損なわない界面特性も必要である。   In addition, the thickness of the gate insulating layer 160 used in this embodiment may be within a range in which desired insulating properties can be imparted to the gate insulating layer 160 depending on the type of the insulating resin material constituting the gate insulating layer 160 and the like. There is no particular limitation. Note that the gate insulating layer 160 also needs interface characteristics that do not impair the characteristics of the semiconductor.

有機半導体層150上に形成されるゲート絶縁層の厚みが、0.01μm〜5μmの範囲内であることが好ましく、特に0.01μm〜3μmの範囲内であることが好ましく、さらに0.01μm〜1μmの範囲内であることが好ましい。   The thickness of the gate insulating layer formed on the organic semiconductor layer 150 is preferably within a range of 0.01 μm to 5 μm, particularly preferably within a range of 0.01 μm to 3 μm, and more preferably 0.01 μm to It is preferable to be in the range of 1 μm.

上記のようなゲート絶縁層160の上には、さらに、ゲート電極140及びゲート電極配線部145が設けられる。   A gate electrode 140 and a gate electrode wiring part 145 are further provided on the gate insulating layer 160 as described above.

ここで、本実施形態においては、ゲート電極140は半導体として機能することが想定される領域(A'B'C'D'に示す矩形領域)における電極として定義する。一方、ゲート電極140に連通するように設けられゲート電極140に導電接続している145はゲート電極配線部145として定義する。ここで、本実施形態に係る薄膜トランジスタ100においては、ゲート電極140と導電接続されているゲート電極配線部145は、2箇所に設けられていることが特徴点となっている。   Here, in this embodiment, the gate electrode 140 is defined as an electrode in a region (rectangular region indicated by A′B′C′D ′) that is assumed to function as a semiconductor. On the other hand, 145 provided to communicate with the gate electrode 140 and conductively connected to the gate electrode 140 is defined as a gate electrode wiring portion 145. Here, the thin film transistor 100 according to this embodiment is characterized in that the gate electrode wiring portion 145 that is conductively connected to the gate electrode 140 is provided at two locations.

本実施形態の薄膜トランジスタ100における各構成の寸法関係について説明する。本実施形態に係る薄膜トランジスタ100においては、積層方向からみて、有機半導体層160(ABCDに示す矩形領域)が、ゲート電極140(A'B'C'D'に示す矩形領域)を含むような寸法関係となっている。   The dimensional relationship of each component in the thin film transistor 100 of this embodiment will be described. In the thin film transistor 100 according to the present embodiment, when viewed from the stacking direction, the organic semiconductor layer 160 (rectangular region indicated by ABCD) includes a gate electrode 140 (rectangular region indicated by A′B′C′D ′). It has become a relationship.

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、積層方向からみて第1構成が第2構成を含んでいるとは、積層方向に向けて投影を行ったとき、第1構成による投影が、第2構成による投影を内包する状態を示いている。   In the present specification and claims, the first configuration includes the second configuration when viewed from the stacking direction. When projection is performed in the stacking direction, the projection by the first configuration is the second configuration. The state which includes the projection by a structure is shown.

また、本実施形態に係る薄膜トランジスタ100においては、積層方向からみて、ゲート電極140が、ソース電極120とドレイン電極130とチャネル領域(ソース電極120とドレイン電極130との間の領域)とからなる領域(abcdに示す矩形領域)を含むような寸法関係となっている。   In the thin film transistor 100 according to the present embodiment, the gate electrode 140 is a region including the source electrode 120, the drain electrode 130, and a channel region (a region between the source electrode 120 and the drain electrode 130) as viewed from the stacking direction. The dimensional relationship includes (a rectangular area indicated by abcd).

ゲート電極140の層と有機半導体層150の重なり部、ゲート電極140の層とソース電極120・ドレイン電極130の層の重なり部はすべて寄生容量の原因となる。しかしながら、本実施形態に係る薄膜トランジスタ100においては、上記のような寸法関係であるために、薄膜トランジスタ100においては、寄生容量を可能な限り小さくすることが可能な構成となっている。これにより、本実施形態によれば、寄生容量を可能な限り小さくでき、薄膜トランジスタ素子の応答速度の低下を抑制することができるようになる。   The overlapping portion of the gate electrode 140 layer and the organic semiconductor layer 150 and the overlapping portion of the gate electrode 140 layer and the source electrode 120 / drain electrode 130 layer all cause parasitic capacitance. However, since the thin film transistor 100 according to the present embodiment has the dimensional relationship as described above, the thin film transistor 100 has a configuration in which the parasitic capacitance can be made as small as possible. Thereby, according to the present embodiment, the parasitic capacitance can be made as small as possible, and the decrease in the response speed of the thin film transistor element can be suppressed.

また、本発明の薄膜トランジスタ100によれば、寄生チャネルを可能な限り小さくすることが可能な構成となっている。寄生チャネルが発生し得る領域としては、A'D'とadとの間のソース電極配線部125とドレイン電極130との間の領域、B'C'とbcとの間のドレイン電極配線部135とドレイン電極130との間の領域で、従来の薄膜トランジスタと比すると大幅に減少する。これにより、本発明の薄膜トランジスタ100によれば、寄生チャネルを小さく構成可能となり、薄膜トランジスタ素子の応答速度の低下を抑制することができ、薄膜トランジスタ素子動作の安定性が向上する。   In addition, according to the thin film transistor 100 of the present invention, the parasitic channel can be made as small as possible. As a region where the parasitic channel can occur, a region between the source electrode wiring part 125 and the drain electrode 130 between A′D ′ and ad, and a drain electrode wiring part 135 between the B′C ′ and bc. Compared with a conventional thin film transistor, the area between the drain electrode 130 and the drain electrode 130 is greatly reduced. Thereby, according to the thin film transistor 100 of the present invention, the parasitic channel can be made small, a decrease in the response speed of the thin film transistor element can be suppressed, and the stability of the operation of the thin film transistor element is improved.

また、本実施形態に係る薄膜トランジスタ100においては、積層方向からみて、有機半導体層150の周縁においてソース電極配線部125とドレイン電極配線部135との間には、必ずゲート電極配線部145が配される構成となっている。すなわち、例えば、ソース電極配線部125を基準としてここから、有機半導体層150の周縁部を左回りに回るとすると、まず、ゲート電極配線部145が配される構成なっている。また、ソース電極配線部125を基準としてここから、有機半導体層150の周縁部を右回りに回るとすると、同様に、ゲート電極配線部145が配される構成なっている。このような構成となっているので、ソース電極配線部125とドレイン電極配線部135との間には、ゲート電極配線部145が、積層方向からみて重畳するように設けられていることとなり、先に説明したリーク電流が流れないようになっている。   In the thin film transistor 100 according to the present embodiment, the gate electrode wiring portion 145 is always disposed between the source electrode wiring portion 125 and the drain electrode wiring portion 135 at the periphery of the organic semiconductor layer 150 when viewed from the stacking direction. It is the composition which becomes. That is, for example, if the periphery of the organic semiconductor layer 150 is rotated counterclockwise from the source electrode wiring portion 125 as a reference, the gate electrode wiring portion 145 is first arranged. Further, when the periphery of the organic semiconductor layer 150 is rotated clockwise from the source electrode wiring part 125 as a reference, the gate electrode wiring part 145 is similarly arranged. With this structure, the gate electrode wiring portion 145 is provided between the source electrode wiring portion 125 and the drain electrode wiring portion 135 so as to overlap when viewed from the stacking direction. The leakage current described in (2) does not flow.

図5に示す実施形態においては、上記のようなリーク電流の発生を抑制するために、第1方向と平行な方向に2つのゲート電極配線部145が配された構造であったが、このような構造は必須でなく、2つのゲート電極配線部145のいずれも、ソース電極配線部125とドレイン電極配線部135との間に配される構造であれば、例えば図6に示すような構造であっても構わない。図6は本発明の他の実施形態に係る薄膜トランジスタ100を示す図である。   The embodiment shown in FIG. 5 has a structure in which two gate electrode wiring portions 145 are arranged in a direction parallel to the first direction in order to suppress the occurrence of the leakage current as described above. Such a structure is not essential, and any of the two gate electrode wiring portions 145 may have a structure as shown in FIG. 6 as long as the gate electrode wiring portion 145 is disposed between the source electrode wiring portion 125 and the drain electrode wiring portion 135, for example. It does not matter. FIG. 6 is a view showing a thin film transistor 100 according to another embodiment of the present invention.

また、本実施形態に係る薄膜トランジスタ100においては、積層方向からみて、ソース電極120とドレイン電極130とチャネル領域とからなる領域(abcdに示す矩形領域)の主面の面内の第1方向の両端、及び、第1方向と垂直な関係にある第2方向の両端において、最小のチャネル長以上(ΔW以上)、ゲート電極140(A'B'C'D'に示す矩形領域)が大きいことを特徴としている。チャネル長は、薄膜トランジスタ100を形成する際のリソグラフィーや印刷などのパターニング精度以上で、且つ、トランジスタ
としての特性を出すことが可能な最小の長さが選択される可能性が高い。すなわち、チャネル長としては、薄膜トランジスタ100を製造する際のトランジスタとしての特性を出すことが可能な最小の長さが選択される可能性が高い。仮に、ΔWを、最小のチャネル長以上とすれば、ソースドレインの電流を回路の性能を発揮できるようにオン・オフすることが可能となり、薄膜トランジスタ100を最小化することが可能となる。
In the thin film transistor 100 according to the present embodiment, both ends in the first direction in the plane of the main surface of the region (rectangular region indicated by abcd) including the source electrode 120, the drain electrode 130, and the channel region as viewed from the stacking direction. In addition, at both ends of the second direction perpendicular to the first direction, the gate electrode 140 (rectangular area indicated by A′B′C′D ′) is larger than the minimum channel length (ΔW or more). It is a feature. There is a high possibility that the channel length is selected to be a minimum length capable of providing characteristics as a transistor, which is higher than patterning accuracy such as lithography and printing when forming the thin film transistor 100. That is, as the channel length, there is a high possibility that the minimum length capable of exhibiting characteristics as a transistor when the thin film transistor 100 is manufactured is selected. If ΔW is not less than the minimum channel length, the source / drain current can be turned on / off so that the circuit performance can be exhibited, and the thin film transistor 100 can be minimized.

このような構成によれば、ゲート電極(A'B'C'D'の矩形領域)が、ソース電極120とドレイン電極130とチャネル領域(abcdに示す矩形領域)とから最大でずれてしまうようなことがあったとしても、少なくともゲート電極140(A'B'C'D'の矩形領域)の一部が、ソース電極120とドレイン電極130間のチャネル領域と重なるので、製造不良の薄膜トランジスタ素子が形成されことがない。   According to such a configuration, the gate electrode (A′B′C′D ′ rectangular region) is shifted from the source electrode 120, the drain electrode 130, and the channel region (rectangular region indicated by abcd) at the maximum. Even if there is nothing, at least a part of the gate electrode 140 (rectangular region of A′B′C′D ′) overlaps the channel region between the source electrode 120 and the drain electrode 130, and thus a thin film transistor element with poor manufacturing Is not formed.

以上、本発明の薄膜トランジスタによれば、寄生容量を可能な限り小さくすることが可能な構成となっているので、薄膜トランジスタ素子の応答速度の低下を抑制することができるようになる。また、本発明の薄膜トランジスタによれば、寄生チャネルを可能な限り小さくすることが可能な構成となっているので、薄膜トランジスタ素子動作の安定性が向上する。   As described above, according to the thin film transistor of the present invention, since the parasitic capacitance can be reduced as much as possible, it is possible to suppress a decrease in the response speed of the thin film transistor element. In addition, according to the thin film transistor of the present invention, since the parasitic channel can be made as small as possible, the stability of the thin film transistor element operation is improved.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
1.実施例1
本実施例においては、トップゲート型構造を有する有機半導体層を備える薄膜トランジスタ素子を作製した。
(1)平坦化層の形成
カルド系樹脂溶液(固形分濃度:20wt%)を基板上にスピンコートした。このときのスピンコートは、800rpmで10sec保持させた。その後、基板を120℃で2分乾燥させた後、350mJ/cm2で全面露光した。120℃のオーブンで30分乾燥さ
せた。平坦化層の膜厚は1μmであった。
(2)ソース電極・ドレイン電極の形成
金を真空蒸着により成膜し、通常のフォトリソグラフィーの方法によりソース・ドレイン形状にパターニングした。形成されたソース電極およびドレイン電極を反射型光学顕微鏡にて観察したところ、ソース電極とドレイン電極との電極間距離(チャネル長)は5μm、Wは20um〜150um、電極の太さは5umであった。
(3)有機半導体層の形成
有機半導体材料(ポリチオフェン)を固形分濃度0.2wt%でトリクロロベンゼン溶媒に溶解させた塗工液を、上記ソース、ドレイン電極間にインクジェット法により付与することにより、ソース電極およびドレイン電極の間(チャネル形成部位)とその周辺にパターン塗布した。尚、インクジェット法による塗布方向はソースおよびドレイン電極に対し垂直方向とした。その後、N2雰囲気下にてホットプレートで200℃、10分乾燥させ
ることにより、有機半導体層を形成した。形成された有機半導体層の膜厚は0.1μmであった。また、有機半導体の形状は300um×300umであった。
(4)ゲート絶縁層の形成
カルド系樹脂溶液(固形分濃度:20wt%)を前記基板上にスピンコートした。このときのスピンコートは、800rpmで10sec保持させた。その後、基板を100℃で2分乾燥させ、350mJ/cm2でパターン露光した。次に、露光部分のレジスト現像
を行い、その後、100℃のオーブンで30分乾燥させた。ゲート絶縁層は有機半導体層(チャネル形成部)上およびソース電極・ドレイン電極及び配線上に形成した。ゲート電極配線とデータ電極配線の電気的接触が必要な箇所は15umのコンタクトホールを開けた。尚、ゲート絶縁層の膜厚は1μmであった。
(5)ゲート電極の形成
アルミニウムを真空蒸着により成膜し、通常のフォトリソグラフィーの方法によりパター
ニングした。ΔWの設計値は5umであったが、第1方向に2um、第2方向に3umずれていた。図5のゲート電極配線部145の太さは5umであり、半導体の端部を横断していた。尚、ゲート電極配線とソース電極・ドレイン電極配線はコンタクトホールにより電気的に接触していた。
(6)評価
作製した有機半導体層を有する薄膜トランジスタ素子のトランジスタ特性を測定した結果、トランジスタとして駆動していることが分かった。このとき、有機半導体トランジスタのON電流は設計値より大きな電流が流れていたが、Wの大きさに依存しないため設計が容易であった。一方、OFF電流は2×10-12A以下であった。
2.比較例1
(1)作製方法
図8のレイアウトの素子を作製した。
(2)評価
ON電流は設計値より大きく、Wが小さくほどその誤差は大きく、塗布条件や半導体の形状にも依存し、設計は困難であった。一方、OFF電流は実施例と同じであった。
3.比較例2
(1)作製方法
図4のレイアウトの素子を作製した。
(2)評価
ON電流の誤差は実施例と同じであった。一方、OFF電流が2×10−10Aと実施例の100倍以上大きく、回路の消費電力が増大や保持容量の放電による誤動作が懸念された。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
1. Example 1
In this example, a thin film transistor element including an organic semiconductor layer having a top gate structure was manufactured.
(1) Formation of planarization layer A cardo resin solution (solid content concentration: 20 wt%) was spin-coated on a substrate. The spin coating at this time was held at 800 rpm for 10 seconds. Thereafter, the substrate was dried at 120 ° C. for 2 minutes and then exposed on the entire surface at 350 mJ / cm 2 . It was dried in an oven at 120 ° C. for 30 minutes. The thickness of the planarizing layer was 1 μm.
(2) Formation of Source / Drain Electrode Gold was formed by vacuum vapor deposition and patterned into a source / drain shape by an ordinary photolithography method. When the formed source electrode and drain electrode were observed with a reflection optical microscope, the distance between the source electrode and the drain electrode (channel length) was 5 μm, W was 20 μm to 150 μm, and the electrode thickness was 5 μm. It was.
(3) Formation of organic semiconductor layer By applying a coating liquid obtained by dissolving an organic semiconductor material (polythiophene) in a trichlorobenzene solvent at a solid content concentration of 0.2 wt% by an inkjet method between the source and drain electrodes, A pattern was applied between the source electrode and the drain electrode (channel formation site) and the periphery thereof. The application direction by the ink jet method was set to be perpendicular to the source and drain electrodes. Thereafter, an organic semiconductor layer was formed by drying at 200 ° C. for 10 minutes on a hot plate under an N 2 atmosphere. The film thickness of the formed organic semiconductor layer was 0.1 μm. The shape of the organic semiconductor was 300 μm × 300 μm.
(4) Formation of gate insulating layer A cardo resin solution (solid concentration: 20 wt%) was spin-coated on the substrate. The spin coating at this time was held at 800 rpm for 10 seconds. Thereafter, the substrate was dried at 100 ° C. for 2 minutes and subjected to pattern exposure at 350 mJ / cm 2 . Next, the resist development of the exposed part was performed, and then it was dried in an oven at 100 ° C. for 30 minutes. The gate insulating layer was formed on the organic semiconductor layer (channel forming portion) and on the source / drain electrodes and wiring. A 15 um contact hole was opened at a place where electrical contact between the gate electrode wiring and the data electrode wiring was necessary. The film thickness of the gate insulating layer was 1 μm.
(5) Formation of gate electrode Aluminum was formed into a film by vacuum deposition, and was patterned by an ordinary photolithography method. Although the design value of ΔW was 5 μm, it was shifted by 2 μm in the first direction and 3 μm in the second direction. The thickness of the gate electrode wiring portion 145 in FIG. 5 is 5 μm, and crosses the end portion of the semiconductor. The gate electrode wiring and the source / drain electrode wiring were in electrical contact with each other through a contact hole.
(6) Evaluation As a result of measuring the transistor characteristics of the thin film transistor element having the organic semiconductor layer produced, it was found that it was driven as a transistor. At this time, the ON current of the organic semiconductor transistor was larger than the designed value, but the design was easy because it did not depend on the magnitude of W. On the other hand, the OFF current was 2 × 10 −12 A or less.
2. Comparative Example 1
(1) Manufacturing Method An element having the layout shown in FIG. 8 was manufactured.
(2) The evaluation ON current is larger than the design value, and the smaller the W is, the larger the error is. On the other hand, the OFF current was the same as in the example.
3. Comparative Example 2
(1) Manufacturing Method An element having the layout shown in FIG. 4 was manufactured.
(2) The error of the evaluation ON current was the same as in the example. On the other hand, the OFF current is 2 × 10 −10 A, which is 100 times larger than that of the embodiment, and there is a concern that the power consumption of the circuit increases and malfunction due to discharge of the storage capacitor.

100・・・薄膜トランジスタ
110・・・基材
120・・・ソース電極
125・・・ソース電極配線部
130・・・ドレイン電極
135・・・ドレイン電極配線部
140・・・ゲート電極
145・・・ゲート電極配線部
150・・・有機半導体層
160・・・ゲート絶縁層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Thin-film transistor 110 ... Base material 120 ... Source electrode 125 ... Source electrode wiring part 130 ... Drain electrode 135 ... Drain electrode wiring part 140 ... Gate electrode 145 ... Gate Electrode wiring portion 150 ... organic semiconductor layer 160 ... gate insulating layer

Claims (1)

主面を有する基材と、
前記基材の前記主面に対する積層方向に配設される有機半導体層と、
前記有機半導体層と接触するように設けられ、互いに対向しチャネル領域を形成するソース電極及びドレイン電極と、
前記有機半導体層と絶縁層を介して設けられるゲート電極と、
前記ソース電極と導電接続するソース電極配線部と、
前記ドレイン電極と導電接続するドレイン電極配線部と、
前記ゲート電極と導電接続するゲート電極配線部と、からなる薄膜トランジスタであって、
前記積層方向からみて、前記有機半導体層前記ゲート電極を重畳すると、前記有機半導体層内に前記ゲート電極が存在し、
前記ゲート電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記チャネル領域とからなる領域を重畳すると、前記ゲート電極内に前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記チャネル領域とからなる領域が存在し、
前記有機半導体層の周縁において前記ソース電極配線部と前記ドレイン電極配線部との間には前記ゲート電極配線部が配され
前記積層方向からみて、
前記ソース電極と前記ドレイン電極と前記チャネル領域とからなる領域の前記主面の面内の第1方向の両端、及び、前記第1方向と垂直な関係にある第2方向の両端で、
最小のチャネル長以上、前記ゲート電極が大きく、
前記ゲート電極の一端の外側で、前記ソース電極配線部と前記ゲート電極配線部とが隣接し、
前記ゲート電極の前記一端と対向する他端の外側で、前記ドレイン電極配線部と前記ゲート電極配線部とが隣接することを特徴とする薄膜トランジスタ。
A substrate having a main surface;
An organic semiconductor layer disposed in a stacking direction with respect to the main surface of the substrate;
A source electrode and a drain electrode provided in contact with the organic semiconductor layer and facing each other to form a channel region;
A gate electrode provided via the organic semiconductor layer and an insulating layer;
A source electrode wiring portion conductively connected to the source electrode;
A drain electrode wiring portion conductively connected to the drain electrode;
A thin film transistor comprising a gate electrode wiring portion conductively connected to the gate electrode,
When the organic semiconductor layer and the gate electrode are overlapped when viewed from the stacking direction, the gate electrode is present in the organic semiconductor layer,
When a region composed of the gate electrode , the source electrode, the drain electrode, and the channel region is overlapped, a region composed of the source electrode, the drain electrode, and the channel region exists in the gate electrode,
The gate electrode wiring portion is disposed between the source electrode wiring portion and the drain electrode wiring portion at the periphery of the organic semiconductor layer ,
Seen from the stacking direction,
At both ends in the first direction in the plane of the main surface of the region composed of the source electrode, the drain electrode, and the channel region, and at both ends in the second direction perpendicular to the first direction,
Over the minimum channel length, the gate electrode is large,
Outside the one end of the gate electrode, the source electrode wiring part and the gate electrode wiring part are adjacent,
A thin film transistor , wherein the drain electrode wiring portion and the gate electrode wiring portion are adjacent to each other outside the other end opposite to the one end of the gate electrode .
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JP2005084416A (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Sharp Corp Active matrix substrate and display device using it
JP2007036006A (en) * 2005-07-28 2007-02-08 Hitachi Ltd Organic thin film transistor and its manufacturing method
JP2007324453A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Kyushu Univ Organic field effect transistor and integrated circuit using the same and electronic device
JP5380831B2 (en) * 2007-12-07 2014-01-08 株式会社リコー Organic transistor and manufacturing method thereof
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